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研究生: 翁健芳
Weng, Chien-fang
論文名稱: 阿里山潮洲湖地滑行為與穩定分析之研究
A study on the landslide behaviors and slope stability analysis of Chaochouhu, Alishan
指導教授: 李德河
Lee, Der-her
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
論文出版年: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 142
中文關鍵詞: 剪力強度折減法臨界地下水位潮洲湖FLAC逆解析
外文關鍵詞: Strength Reduction, FLAC, Chaochouhu, critical water table, Back Analysis
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  • 阿里山潮洲湖地滑區位於嘉義縣番路鄉公田村潮洲湖山凹地區,為曾文水庫集水區之內,台18線公路(阿里山公路)56.6~57.2K穿過該地滑區上方。此區於豪雨時常發生坡體滑動現象,導致台18線於該區段路面呈現凹陷起伏不平,影響行車安全。而在此山凹區域內現有之住家、田園、農道、公共設施等,也經常於豪雨過後出現局部龜裂與陷落之情形。而在2007年10月時,更因柯羅莎颱風夾帶豪大雨,單日最大降雨量達595mm,造成台18線57K處發生大規模崩坍,並造成路基損毀僅能單向通行。
    為了解此地滑區之變動情形與探討影響坡體持續變形之因素,本研究在2007年2月初開始進行一年的調查與監測,其中包含了現地鑽探調查、傾斜觀測管監測及地下水位量測。調查結果顯示此地滑區為舊崩塌地,滑動體之上層為崩積層而下層之岩層多屬破碎岩塊,且區域地下水位變動受降雨影響明顯,其亦會影響邊坡的穩定性。由傾斜觀測管之監測結果得知,地滑變動區域可分為兩類,一為公路下方邊坡,其坡度較陡滑動深度在地表下20m以內,而滑動面位置處於崩積層與破碎岩層交界處,另一個為坡趾處農墾區,其坡度較緩地下水位較高,且滑動深度超過地表下20m,而滑動面位置多處於破碎岩層內。
    本研究為了建立一個適用的數值模擬分析法,並將其應用於此地滑區中另一高潛勢邊坡,以有效了解該邊坡之變動機制及訂定臨界地下水位,故以調查期間柯羅莎颱風所造成之崩壞邊坡,進行室內直接剪力試驗及STABL邊坡穩定分析之逆解析,以求得邊坡材料之強度參數(C、f ),而後代入FLAC程式進行滑動體變形之數值模擬,將解析結果與現地觀測結果進行比對。由FLAC數值模擬分析結果,得知台18線57K處邊坡之潛在滑動面位置與現地破壞面相符,且將分析模式應用於地滑區另一個高潛勢邊坡所得之潛在滑動面,亦與實際觀測所得之邊坡滑動位置相符。
    最後,本研究以FLAC程式分析另一不同邊坡並調整邊坡地下水位,配合剪力強度折減法求得邊坡安全係數,以得到安全係數與地下水位之關係。結果顯示,當公路下方邊坡AH-02之地下水位於地表下6.5m或農墾區BH-06之地下水位於地表下3.2m時,邊坡安全係數為1,則邊坡處於臨界狀態,並以此地下水位定義為臨界地下水位。

    Chaochouhu landslide area, Alisan, Chiayi County for the Tsengwen Reservoir catchment areas, Taiwan Highway NO.18 56.6~57.2K to slip through the area at the top. After a heavy rainfall, there was a roadbed settlement and slope sliding .Besides affected the safety of the user of the highway, there were also cracks and slumps at the surface of the area along the down slope of the highway. In October of 2007, the KROSA typhoon carry the heavy rain, large rainfall reach 595mm, 57K of Taiwan Highway NO.18 caused a large-scale collapse and roadbed damage to only one-way passage.
    In order to understand the changes to landslide and continued to explore the slope deformation of the factors. In February 2007 started the investigation and monitoring for one year. From the investigation results and the data collected, that the landslide at Chaochouhu area is an old collapse area. The disaster of this area can be classified into two groups: the slides along the highway where the sliding depth is about 20m or less and sliding surface in a location with the colluvium at the junction of broken rock, and the slides at the farming area which has the sliding depth at about 30m and sliding surface within the broken rock.
    In this study in order to establish a numerical simulation of the applicable method and application in the landslide area for another high potential slope to effectively understand about the slope of the change mechanism and setting the critical water table. So we use of Laboratory Direct Shear Test and Back Analysis obtained slope of the shear strength of materials(C,),and to use as FLAC program to slip deformation of the numerical simulation, analysis of the results and now will be to compare observations. The results showed that, slope of potential sliding surface with destroy surface and observe result the same.
    Finally, in this study FLAC program of a different slope and adjust the slope water table and with shear strength reduction obtained slope safety factor. In order to get safety factor and the relationship between water table. The results showed that, highway slope below the water table in the 6.5 m under the surface or Farm area in the water table at 3.2 m under the surface, slope safety factor FS=1 is critical state and the water table defined as critical as the water table.

    摘要 I ABSTRACT III 致謝 V 目錄 VI 表目錄 IX 圖目錄 XI 照片目錄 XV 第一章 緒論 1 1-1 研究背景 1 1-2 研究動機與目的 1 1-3 研究內容 2 第二章 文獻回顧 5 2-1 邊坡破壞的類型 5 2-2 阿里山公路邊坡破壞之相關研究 10 2-3 邊坡穩定分析方法 13 2-3-1 土壤邊坡穩定分析方法 14 2-3-2 岩石邊坡穩定分析方法 19 2-3-3 數值分析方法 23 第三章 研究區域概述 28 3-1 地理位置與地形概述 28 3-2 地質與地質構造概述 30 3-3 降雨 33 第四章 研究區現地調查與變動監測 35 4-1 地表地質調查 35 4-2 地質鑽探調查 39 4-3 地下水位監測 44 4-4 傾斜管監測 52 4-5 小結 67 第五章 試驗與分析方法 69 5-1 試驗儀器 69 5-1-1 消散耐久性 69 5-1-2 直接剪力試驗儀 70 5-2 試驗邊坡選擇與取樣 71 5-3 試驗方法 73 5-3-1 一般物理性質試驗 73 5-3-2 消散耐久試驗 73 5-3-3 粒徑分佈 74 5-3-4 直接剪力試驗 74 5-4 STABL程式簡介 76 5-5 FLAC程式簡介 78 5-5-1 FLAC程式基本理論架構 78 5-5-2 FLAC程式之運算程序 81 5-6 剪力強度折減法 82 第六章 試驗與分析結果 86 6-1 一般物理性質試驗 86 6-2 消散耐久試驗 86 6-3 粒徑分佈 87 6-4 直接剪力試驗 89 6-5 地滑區邊坡穩定分析 92 6-5-1 分析剖面與輸入地層參數 92 6-5-2 結果分析 93 6-6 地滑區數值模擬 96 6-6-1 現地邊坡驗證 96 6-6-2 不同邊坡應用 102 6-6-3 現地監測位移與數值模擬之比較 108 6-6-4 小結 113 6-7 臨界地下水位位置 114 第七章 結論與建議 117 7-1 結論 117 7-2 建議 119 參考文獻 120

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    下載圖示 校內:2011-08-27公開
    校外:2012-08-27公開
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